[发明专利]一种双向斜交组合的轮辐式张拉索桁架体系及应用

权利要求书

1.一种双向斜交组合的轮辐式张拉索桁架体系，其特征在于，包括双向斜交索桁架组合体、双层内环拉索组合体、单层外环压梁、斜交落地支撑柱；

所述双向斜交索桁架组合体是由沿环向呈一定夹角设置的顺向组斜交索桁架、逆向组斜交索桁架交叉汇合构成，通过共用斜交索桁架竖向撑杆(3)组成中心支撑构架；所述双层内环拉索组合体包括上内环索(6)、下内环索(7)、内环竖向撑杆(8)和内环斜拉索(9)，通过内环斜拉索(9)控制内环曲线以实现屋盖曲面造型；所述单层外环压梁沿外环边界整圈布置，构件截面相对较大并以轴压承载为主；所述斜交落地支撑柱位于单层外环压梁下方，为屋盖张拉自平衡索桁架体系提供竖向支撑；

双向斜交组合的轮辐式张拉索桁架体系的具体部件拼装流程为：

一、顺向组斜交索桁架上径索(1)、顺向组斜交索桁架下径索(2)、斜交索桁架竖向撑杆(3)组成顺向斜交索桁架基本单元，并基于中心定位点(19)旋转阵列组成顺向组斜交索桁架；

二、逆向组斜交索桁架上径索(4)、逆向组斜交索桁架下径索(5)、斜交索桁架竖向撑杆(3)组成逆向斜交索桁架基本单元，并基于中心定位点(19)旋转阵列组成逆向组斜交索桁架；

三、步骤一、二的顺向组斜交索桁架、逆向组斜交索桁架交叉汇合，共同组成具有极大抗扭刚度的中心支撑构架；其中斜交索桁架竖向撑杆(3)对应顺向组斜交索桁架、逆向组斜交索桁架共用；可调节拉索构件由可调节拉索构件段(22)、可调节拉索测量段(23)、可调节拉索套筒(24)、可调节拉索连接节点(25)组成，通过调节长度控制拉索预应力；

四、双层内环拉索组合体与索桁架内环端连接，由上内环索(6)、下内环索(7)、内环竖向撑杆(8)、内环斜拉索(9)所组成；双层内环拉索组合体承受拉力作用，内环竖向撑杆(8)同时也是索桁架内侧端部竖向撑杆；

五、通过内环斜拉索(9)的长度调节控制双层内环拉索组合体的曲线形状，典型定位点包括内环曲线最低定位点(10)、内环曲线最高定位点(11)；

六、斜交索桁架在外环端汇合为斜交索桁架的外环汇交节点(13)，并通过锚板锚固在外环压梁(12)上，外环压梁(12)承受压力作用；

七、斜交落地支撑柱由斜交落地支撑柱斜柱(14)、斜交落地支撑柱横梁(15)、斜交落地支撑柱斜撑(16)所组成，位于双向斜交组合的轮辐式张拉索桁架体系的下方，其斜交落地支撑柱上端支座节点(17)处设置经节点加劲板(21)加强后的抗震球铰支座(20)，以对双向斜交组合的轮辐式张拉索桁架体系进行竖向支撑，斜交落地支撑柱下端支座节点(18)处则固支于地下室顶板梁上。

2.根据权利要求1所述的一种双向斜交组合的轮辐式张拉索桁架体系，其特征在于，所述顺向组斜交索桁架、逆向组斜交索桁架分别由绕中心定位点(19)顺时针、逆时针方向平面旋转阵列布置的一系列单榀斜径向索桁架所组成，包括顺向组斜交索桁架上径索(1)、顺向组斜交索桁架下径索(2)和斜交索桁架竖向撑杆(3)，斜交索桁架竖向撑杆(3)为共用状态；顺向组单榀斜径向索桁架、逆向组单榀斜径向索桁架与内环拉索的平面夹角均为30°～60°，交叉对称配对设置；相邻同向单榀索桁架的内环间距为5m～10m，外环间距为10m～20m。

3.根据权利要求1所述的一种双向斜交组合的轮辐式张拉索桁架体系，其特征在于，所述单榀斜径向索桁架在内环端通过共用内环竖向撑杆(8)连接至双层内环拉索组合体，在外环端汇合成斜交索桁架的外环汇交节点(13)并锚支于外环压梁(12)；单榀斜径向索桁架的剖面具体形式由内环曲线最低定位点(10)和内环曲线最高定位点(11)确定，斜交索桁架竖向撑杆(3)的端节点位置为对应顺向组斜交索桁架上径索(1)、逆向组斜交索桁架上径索(4)、顺向组斜交索桁架下径索(2)、逆向组斜交索桁架下径索(5)的中点；斜交索桁架的拉索为直径50mm～100mm圆钢，斜交索桁架竖向撑杆(3)根据体系刚度需要可加密布置。